Прокладка линий метрополитена начинается с исследования грунта и проектных работ. Тоннели для транспорта и людей роют с помощью специальных агрегатов. Они разрушают породу, отгружают ее и возводят крепи. На проходку 300 метров зачастую уходит целый месяц.

В ритме современного мегаполиса передвижение из одного конца города в другой нельзя представить без линии подземного метрополитена. Однако мало кто задумывается о прокладке метро, сколько денег оно требует и времени занимает.

Где строить

На первом этапе решают, где прокладывать линию. Ключевые факторы при выборе места:

  • количество жителей ближайших районов;
  • наличие промышленных предприятий, бизнес центров, крупных торговых точек в которые люди ежедневно приезжают;
  • загруженность автомобильных дорог.

Иными словами, определяют, сколько людей будет перевозить подземный транспорт, решают, нужен ли он в заданном месте.

Инженерные и проектировочные работы

После определения направления движения за дело берутся инженеры. На этом этапе проводится так называемая разведка местности: геологическая, геодезическая, экологическая и другая. Досконально изучается участок под линию метро. Составляется технико-экономическое обоснование строительства.

После того как стали известны результаты инженерно-технических изысканий, подготавливают проект. В нём отображают параметры метрополитена и технологию строительства:

  • оптимальную глубину;
  • тип используемых конструкций;
  • класс машин для проходки;
  • способы прокладки коммуникаций и многое другое.

Проектно-сметная документация отображает маршрут и позволяет оценить стоимость работ.

Строительство

Глубина залегания тоннеля метрополитена зависит от того, какие объекты инфраструктуры расположены на поверхности. Например, под широким автомобильным проспектом он может проходить на малой глубине – не более 20 м. Такое строительство считается экономичным. При прохождении под жилыми многоэтажками или заводами – гораздо глубже.

Также строительство можно разделить на 2 категории:

  1. открытое;
  2. закрытое.

В первом случае копают траншею или котлован, в котором возводят тоннель и прилегающие помещения для эксплуатации. После чего всё это засыпается снятым ранее грунтом.

Второй вариант применяется при глубокой прокладке. В этом случае используется автоматизированная конструкция – проходческий щит. Она напоминает огромного металлического червя.

Примечание! В последние десятилетия проходческий щит используют как при глубоком, так и при мелком залегании линий.

Вся технология прокладки метро делится на несколько этапов.

Проходческие работы

Фото: проходческий комплекс

Фото: проходческий комплекс

Так как метро – это подземная железная дорога, то для нее нужно прорыть тоннель, по которому сможет ездить поезд. Прокалка тоннеля и вывоз грунта – наиболее трудоемкая и долгая часть работ.

За один месяц в среднем проходят 250-350 метров под землей. Несложно посчитать, что на 1 км уходит 3 с половиной месяца.

Укрепление стен и свода

Необходимо предотвратить обрушение грунта внутри тоннеля, равномерно распределить давление. Для этого при неглубоком залегании (строительство в траншеях) применяют бетонирование глинистым раствором и обеспечивают гидроизоляцию. При глубоком залегании веток используют чугунные тюбинги или железобетонные блоки.

Коммуникации

Как только небольшая часть тоннеля построена, начинается прокладка путей, возведение внутренних конструкций и коммуникаций. Устанавливают эскалаторы, строят переходы между ветками. Метро нужно обеспечить светом, электричеством, вентиляцией. Позаботиться об аварийных отсеках, лифтах для инвалидов.

Внутренняя отделка

Панно московского метро. Фото: pixabay/3D_Maennchen

Панно московского метро. Фото: pixabay/3D_Maennchen

Станции нужно обустроить, установить кассы, турникеты, позаботиться об отделке стен, пола и сводов. Обязательная честь метро: указатели, вывески. В некоторых подземках мира станции украшают росписями, мозаиками, красивыми лампами.

Особенности мелкозаложенного тоннеля

Первые станции московского метрополитена строились с помощью кирки и лопаты. Так были возведены линии под центральной, исторической, частью города, даже те, которые относятся к категории глубокого заложения.

Что касается мелкозаложенных линий метро (около 20 м глубиной), для их строительства применяется 3 способа:

  • сводчатый – со свободной платформой, не имеющей колонн;
  • двухпролётный – колонны расположены в середине платформы;
  • трёхпролётный – с увеличенным количеством несущих опор, расположенных с двух сторон, вдоль распределительного пассажирского зала.

Нюансы прокладки глубокого тоннеля

Фото: типы станций

Фото: типы станций

Прокладка метро глубокого типа отличается более высокой стоимостью, большими сроками и опасностями, подстерегающими людей в неизведанных земных недрах. Вначале роют шахтный ствол для лифта, вокруг него делают площадку и начинают бурить тоннели.

Бригадир слесарей горнопроходческого оборудования «Мосметростроя» Сергей Тюрин вспоминает о работе над прокладкой тоннеля на «Полянке», которой он занимался более 35-ти лет назад.

«…Рабочие нарвались на водяную линзу. Это небольшое подземное озеро. Воды было столько, что люди эвакуировались и выбирались со станции практически вплавь. Оборудование затопило. Проблему устранили, протянув трубопровод большого диаметра. Глубинные насосы выкачивали воду в Москву-реку».

Прогрессивные технологий

Фото: рабочие на фоне проходческого щита

Фото: рабочие на фоне проходческого щита

Сегодня для прокладки тоннелей для метро используют тоннелепроходческие механизированные комплексы (ТПМК). Их прототип придумал британский учёный Марк Брюннель, запатентовавший изобретение в 1818 г. Спустя 7 лет его применили для строительства тоннеля под Темзой.

Считается, что идея создания первой щита для бурения пришла ученому, когда он наблюдал за корабельными червями. Они прокладывали путь среди дубовых стружек. Голова моллюска покрыта прочным панцирем с многочисленными заострёнными краями, которыми он и буравил древесину.

Первый вариант ТПМК сделали из огромного чугунного щита, который нужно было проталкивать в землю домкратами. Место прохождения обкладывалось специальными элементами, предназначенными для фиксации подземных сооружений – тюбингами. В Советском Союзе щит впервые использовался для прокладки участка между «Театральной» и «Лубянкой» в 1934 г. Уже через 2 года на стройке второй очереди задействовано 30 перегонных и 12 стационарных машин.

Работа современного тоннелепроходческого комплекса гарантирует отсутствие вторичного влияния на окружающий грунт. Получаются более ровные стенки, что упрощает установку чугунных гидроизолированных тюбингов.

В настоящее время для строительства тоннелей применяются комплексы, достигающие 15 м. в диаметре и весом более 150 т.

Для прокладки тоннелей в плавучих неустойчивых грунтах со значительным давлением подземных вод, могут использовать комплексы с растворонагнетателем. Во время бурения под большим давлением подаётся бетонный раствор, не допускающий образование оползней. Измельчённая порода выводится сквозь комплекс и удаляется по временной железной дороге, построенной непосредственно для этих целей.

Использование ТПМК приносит массу положительных эффектов. Среди недостатков высокая стоимость и сложности, связанные с транспортировкой.

Финансовая сторона

Ещё в 2011 г. руководитель департамента строительства Москвы А. Бочкарёв заявлял, что один километр линии метрополитена (с учётом станций и технических помещений) обходится бюджету в 4,5 – 10 млрд. руб. Он подчёркивал, что цена зависит от глубины заложения объекта.

Вам может быть интересно: Кому принадлежит метро Москвы и сколько денег оно приносит.

Изучая программу развития московского метрополитена, мэр города С. Собянин подчеркнул, что необходимо «снизить стоимость строительства минимум на 20% без потери качества».

Было предложено несколько путей выполнения задачи:

  • Использование типовых проектов, схожих конструкций.
  • Приоритетное строительство станций мелкого заложения. В среднем это позволит экономить около 2 млрд. руб. и снизить сроки работ.
  • Перенос помещений для некоторых категорий персонала на поверхность.
  • Изменение строительных нормативов, утверждённых ещё в советское время.
  • Использование европейского опыта, в частности «Мадридской технологии», в которой используется 2 пути и боковые платформы.

Извлекаемый грунт вывозят на полигоны для рекультивации, строительные площадки либо используется на другие нужды, в зависимости от ситуации. Существует версия, что одна из подмосковных трасс была отсыпана землей из тоннеля метро.